DE10150598A1 - Kupplungssystem mit wenigstens einer druckmittelbetätigbaren, für einen Betrieb unter Einwirkung eines Betriebsmediums vorgesehenen Kupplungsanordnung - Google Patents

Abstract

Für ein Kupplungssystem, umfassend wenigstens eine Kupplungseinrichtung (202) insbesondere für die Anordnung in einem Antriebsstrang zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe, wobei die Kupplungseinrichtung wenigstens eine unter Vermittlung von Druckmedien betätigbare, für einen Betrieb unter Einwirkung eines Betriebsmediums vorgesehene Kupplungsanordnung (204, 206) aufweist, wobei die Kupplungseinrichtung in ein eine elektromotorisch antreibbare erste Pumpenanordnung (208) aufweisendes Druckmediumsystem einbezogen ist, welches zur Bereitstellung des Druckmediums für die Betätigung dient, und wobei die Kupplungseinrichtung in ein eine elektromotorisch antreibbare zweite Pumpenanordnung (209) aufweisendes Betriebsmediumsystem einbezogen ist, über welches der Kupplungsanordnung Betriebsmedium für den Betrieb unter Einwirkung des Betriebsmediums zuführbar ist, wird vorgeschlagen, dass in Bezug auf wenigstens einen Normal-Betriebszustand des Kupplungssystems (200) das Druckmediumsystem samt der ersten Pumpenanordnung (208) und das Betriebsmediumsystem samt der zweiten Pumpenanordnung (209) derart ausgelegt sind, dass zur Bereitstellung eines im Normal-Betriebszustand für eine hinreichende Versorgung der Kupplungsanordnung mit Betriebsmedium hinreichenden Normal-Betriebsmediumflusses auf einem Normal-Betriebsmediumdruck vermittels der zweiten Pumpenanordnung und zur Bereitstellung eines im Normal-Betriebszustand für die Betätigung der Kupplungsanordnung hinreichenden ...

Description

• Die Erfindung betrifft ein Kupplungssystem, umfassend eine Kupplungseinrichtung insbesondere für die Anordnung in einem Antriebsstrang zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe, wobei die Kupplungseinrichtung wenigstens eine unter Vermittlung von Druckmedium betätigbare, für einen Betrieb unter Einwirkung eines Betriebsmediums vorgesehene Kupplungsanordnung aufweist, wobei die Kupplungseinrichtung in ein eine elektromotorisch antreibbare erste Pumpenanordnung aufweisendes Druckmediumsystem einbezogen ist, welches zur Bereitstellung des Druckmediums für die Betätigung dient, und wobei die Kupplungseinrichtung in ein eine elektromotorisch antreibbare zweite Pumpenanordnung aufweisendes Betriebsmediumsystem einbezogen ist, über welches der Kupplungsanordnung Betriebsmedium für den Betrieb unter Einwirkung des Betriebsmediums zuführbar ist. Es wird primär daran gedacht, dass das Betriebsmedium und das Druckmedium von einem Hydraulikmedium, insbesondere Hydrauliköl, gebildet sind. Betreffend die Kupplungsanordnung wird insbesondere, aber nicht ausschließlich, an eine nasslaufende Lamellen-Kupplungsanordnung gedacht. Ferner wird vor allem, aber nicht ausschließlich, an eine auf hydraulischem Wege betätigbare Kupplungsanordnung mit in die Kupplungseinrichtung integriertem hydraulischen Nehmerzylinder gedacht, wie sie beispielsweise in verschiedenen von der Anmelderin getätigten, Mehrfach-Kupplungseinrichtungen (insbesondere Doppel-Kupplungseinrichtungen) betreffenden Patentanmeldungen offenbart ist, vgl. beispielsweise die deutsche Offenlegungsschrift DE 100 04 179 A1, deren Offenbarungsgehalt in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung durch Bezugnahme einbezogen wird. Bei der Kupplungsanordnungen der in Bezug genommenen Doppel-Kupplungseinrichtungen handelt es sich um nasslaufende Lamellen-Kupplungsanordnungen.
• Betreffend die Art und Weise der Zufuhr von Betriebsmedium, ggf. eine Kühlflüssigkeit (insbesondere ein Kühlöl), zur Kupplungsanordnung bzw. zu mehreren Kupplungsanordnungen der Kupplungseinrichtung sowie betreffend die Art und Weise der Bereitstellung von Druckmedium (insbesondere Hydrauliköl) für die Betätigung der Kupplungsanordnung bzw. der Kupplungsaordnungen bestehen grundsätzlich viele Möglichkeiten. Dem Konstrukteur stellt sich die Aufgabe, einerseits die Kosten und den benötigten Bauraum möglichst klein zu halten und andererseits für einen guten Wirkungsgrad und damit einen geringen Energiebedarf für die Bereitstellung der Medien zu sorgen. Unter Umständen sind auch noch andere Randbedingungen zu berücksichtigen. So ist im Falle einer Kupplungseinrichtung mit einer oder mehreren nasslaufenden und auf hydraulischem Wege betätigten Kupplungsanordnungen (insbesondere Lamellen-Kupplungsanordnungen) einerseits ein Hydraulikmediumstrom für die Ansteuerung der Kupplungsanordnung bzw. der Kupplungsanordnungen bereitzustellen, um diese einzukuppeln (Kupplung des NORMALERWEISE-OFFEN-Typs) oder auszukuppeln (Kupplung des NORMALERWEISE-GESCHLOSSEN-Typs). Für das Einkuppeln bzw. Auskuppeln wird in der Regel ein relativ geringer Volumenstrom auf relativ hohem Druck benötigt. Ferner wird für den Nasslaufbetrieb bzw. die Kühlung der Kupplungsanordnung bzw. Kupplungsanordnungen in der Regel ein vergleichsweise großer Volumenstrom an Kühlmedium, insbesondere Kühlflüssigkeit (regelmäßig Kühlöl) benötigt, wobei meist ein Volumenstrom auf einem kleinen Druckniveau ausreicht oder sogar erforderlich ist.
• Die Anmelderin hat in der am 17. 11. 2000 eingereichten deutschen Patentanmeldung Nr. 100 56 954.4 sowie in der am 23. 01. 2001 eingereichten deutschen Patentanmeldung Nr. 101 02 874.1 (die die innere Priorität der deutschen Patentanmeldung Nr. 100 56 953.6 vom 17. 11. 2000 in Anspruch nimmt) verschiedene vorteilhafte Lösungen vorgeschlagen. Der Offenbarungsgehalt dieser deutschen Patentanmeldungen wird vollständig in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung einbezogen.
• Gegenüber der Möglichkeit, eine verbrennungsmotorisch angetriebene Pumpe vorzusehen, die einerseits das Betriebsmedium für die Kühlung und andererseits das Druckmedium für die Kupplungsbetätigung bereitstellt, erscheint es energetisch günstiger, zwei elektromotorisch angetriebene Pumpen vorzusehen, von denen die eine für die Bereitstellung des Druckmediumstroms zur Ansteuerung der Kupplungsanordnung bzw. Kupplungsanordnungen und die andere für die Bereitstellung des Betriebsmediums dient. Hierdurch kann vermieden werden, dass das Kühlöl unnötigerweise (und dementsprechend unnötig Energie verbrauchend) auf das Druckniveau des Drucköls gebracht wird. So wird in der genannten deutschen Patentanmeldung Nr. 100 56 954.4 vom 17. 11. 2000 die Lösung favorisiert, dass eine hydrodynamische oder als Strömungsmaschine ausgebildete Pumpe für die Bereitstellung des Betriebsmediums verwendet wird und eine hydrostatische oder als Verdrängermaschine ausgebildete Pumpe zur Bereitstellung des Druckmediums verwendet wird. Hydrodynamische bzw. als Strömungsmaschine ausgebildete Pumpen können nämlich energetisch günstig vergleichsweise große Volumenströme auf vergleichsweise geringerem Druckniveau bereitstellen, während hydrostatische oder als Verdrängermaschine ausgebildete Pumpen eher für die Bereitstellung vergleichsweise großer Drücke bei einem vergleichsweise geringen Volumenstrom energetisch günstig sind. Berücksichtigt man aber die Herstellungs- bzw. Bereitsteilkosten einer derartigen Pumpenkombination, so zeigt sich, dass die energetischen Vorteile durch recht große Herstellungs- bzw. Bereitstellkosten erkauft sind, die aus der vergleichsweise großen Komponentenvielfalt resultieren.
• Die Erfindung möchte einen Lösungsweg aufzeigen, wie durch Verwendung von Gleichkomponenten bzw. Gleichbauteilen die Herstellkosten bzw. Bereitstellkosten für eine Pumpenkombination zur Bereitstellung einerseits von Betriebsmedium und andererseits von Druckmedium reduziert werden können.
• Die Erfindung schlägt hierzu vor, dass im Bezug auf wenigstens einen Normal-Betriebszustand des Kupplungssystems das Druckmediumsystem samt der ersten Pumpenanordnung und das Betriebsmediumsystem samt der zweiten Pumpenanordnung derart ausgelegt sind, dass zur Bereitstellung eines im Normal-Betriebszustand für eine hinreichende Versorgung der Kupplungsanordnung mit Betriebsmedium hinreichenden Normal-Betriebsmediumflusses auf einem Normal-Betriebsmediumdruck vermittels der zweiten Pumpenanordnung und zur Bereitstellung eines im Normal-Betriebszustand für die Betätigung der Kupplungsanordnung hinreichenden Normal- Druckmediumdrucks, ggf. eines Normal-Druckmediumflusses auf dem Normal-Druckmediumdruck, vermittels der ersten Pumpenanordnung jeweils etwa die gleiche mechanische Leistung (jeweils wenigstens näherungsweise die gleiche mechanische Leistung oder zumindest eine mechanische Leistung von gleicher Größenordnung) der ersten bzw.. zweiten Pumpenanordnung zuzuführen ist.
• Nach diesem Erfindungsvorschlag wird zumindest ermöglicht, dass der ersten Pumpenanordnung ein erster Elektromotor zugeordnet oder zugehörig ist und der zweiten Pumpenanordnung ein zweiter Elektromotor zugeordnet oder zugehörig ist, und dass der erste und der zweite Elektromotor baugleich sind. Hieraus resultieren Kostenvorteile, da die Komponentenvielfalt reduziert ist und der Elektromotor in entsprechend großen Stückzahlen beschafft werden kann. Es ist nicht völlig ausgeschlossen, dass man sogar eventuell nur mit einem Elektromotor auskommt, der für den Antrieb beider Pumpenanordnungen eingesetzt wird. Da es aber aus energetischen Gründen vorzuziehen ist, dass die Pumpenanordnungen nur bedarfsweise angetrieben werden, wird diese Lösung nicht favorisiert. Allerdings könnte man daran denken, schaltbare Kupplungen vorzusehen, um auf Grundlage nur eines Elektromotors beide Pumpenanordnungen unabhängig voneinander bedarfsweise antreiben zu können.
• Die beiden Pumpenanordnungen können durchaus unterschiedlichen Wirkungsgrad aufweisen. Wesentlich ist, dass die für die Bereitstellung des betreffenden Mediums erforderliche, der jeweiligen Pumpenanordnung zuzuführende mechanische Leistung, also das Produkt aus aufzubringendem Druck p, der Fördermenge Q und dem Wirkungsgrad η, für beide Pumpenanordnungen etwa gleich groß sind, so dass baugleiche Elektromotoren zum Antrieb der beiden Pumpenanordnungen verwendbar sind.
• Es ist aber andererseits durchaus sehr zweckmäßig, wenn man die beiden Pumpenanordnungen so ausführt, das sie etwa den gleichen Wirkungsgrad aufweisen.
• Die beiden Pumpenanordnungen können selbst von verschiedener Bauart sein. So kann vorteilhaft die zweite Pumpenanordnung wenigstens eine hydrodynamische oder als Strömungsmaschine ausgebildete Pumpe und die erste Pumpenanordnung wenigstens eine hydrostatische oder als Verdrängermaschine ausgebildete Pumpe aufweisen, entsprechend den Vorschlägen der genannten deutschen Patentanmeldung Aktenzeichen 100 56 954.4 vom 17. 11. 2000.
• Es kann aber durchaus auch vorteilhaft sein, wenn die beiden Pumpenanordnungen von gleicher Bauart sind. Zwar kommt es grundsätzlich in Betracht, dass beide Pumpenanordnungen jeweils wenigstens eine hydrodynamische oder als Strömungsmaschine ausgebildete Pumpe aufweisen. Demgegenüber ist es aber bevorzugt, dass beide Pumpenanordnungen jeweils wenigstens eine hydrostatische oder als Verdrängermaschine ausgebildete Pumpe aufweisen. Hydrostatische Pumpen können nämlich in der Regel durch einfache geometrische Änderungen, beispielsweise Änderung der axialen Länge wenigstens eines Förderrotors, an verschiedene Einsatzsituationen, speziell verschiedene benötigte Fördermengen oder/und Drücke, angepasst werden, wobei für die Herstellung einer Pumpe einer geringeren Förderleistung oder/und eines höheren Drucks einerseits und einer Pumpe größerer Förderleistung oder/und eines niedrigeren Drucks andererseits unter Umständen noch diverse Gleichteile verwendet werden können. Beispielsweise kann man bei Zahnradpumpen das Fördervolumen dadurch variieren, dass man die axiale Zahnlänge (Zahnlänge längs der Drehachse des Förderrotors) verkleinert bzw. vergrößert. Eine den Förderrotor aufnehmendes Gehäuse muss entsprechend verlängert bzw. verkürzt werden, wobei es sich anbietet, für die Förderrotoren und die Gehäuse Stranggussprofile zu verwenden, so dass sich gleichteilähnliche Vorteile ergeben. Das Gehäuse in axiale Richtung verschließende Endplatten oder dergleichen, sowie Dichtungen und Anlaufplatten, können als echte Gleichteile ausgeführt werden.
• Es ist nicht ausgeschlossen, dass man auch bei hydrodynamischen oder als Strömungsmaschine ausgebildeten Pumpen ähnliche Vorteile erreichen kann. Die Verwendung von zwei hydrostatischen Pumpen bietet aber neben dem Gleichteilaspekt noch weitere Vorteile. Hydrodynamische Pumpen können in der Regel keine hohen Drücke erzeugen, wie sie bei tiefen Temperaturen aufgrund der dann hohen Viskosität des Betriebsmediums notwendig sind. Hydrostatische Pumpen können hingegen auch bei tiefen Temperaturen noch vergleichsweise hohe Drücke erzeugen. Ein weiterer Vorteil einer Ausführung auch der zur Bereitstellung des Betriebsmediums dienenden zweiten Pumpenanordnung mit wenigstens einer hydrostatischen Pumpe liegt darin, dass hierdurch eine gewisse Redundanz vorgesehen werden kann. So ist es denkbar, dass bei Ausfall der ersten Pumpenanordnung über eine Leitung mit einem Schaltventil oder dergleichen Betriebsmedium zur Ansteuerung (Betätigung) der Kupplungsanordnung verwendet wird. Man wird zwar unter Umständen aufgrund eines geringeren Drucks eine schlechtere Performance des Gesamtsystems in Kauf nehmen müssen, die aber zumindest für eine Notfahrfunktion völlig ausreichend ist.
• Es kann sein, dass die beiden Pumpenanordnungen im Normal-Betriebszustand bei unterschiedlichen Betriebsdrehzahlen arbeiten. Um trotzdem baugleiche Elektromotoren verwenden zu können, kann wenigstens einer der Pumpenanordnungen ein zwischen die Pumpenanordnung und den Elektromotor geschaltetes Getriebe zugeordnet, sein. Allgemein wird vorgeschlagen, dass der erste Elektromotor über ein erstes Getriebe die erste Pumpenanordnung oder/und der zweite Elektromotor über ein zweites Getriebe die zweite Pumpenanordnung antreibt, derart, dass für wenigstens eine der beiden Pumpenanordnungen ein Nenndrehzahlbereich des jeweiligen Elektromotors in einen vom Nenndrehzahlbereich verschiedenen Nenn- Antriebsdrehzahlbereich der durch diesen Elektromotor antreibbaren Pumpenanordnung umsetzbar ist. Zur Minimierung der erforderlichen Komponenten ist es bevorzugt, dass nur einem der beiden Elektromotoren ein Getriebe zur Umsetzung des Nenndrehzahlbereichs in den Nenn-Antriebsdrehzahlbereich zugeordnet ist und dass der Nenndrehzahlbereich des anderen Elektromotors im Wesentlichen dem Nenn-Antriebsdrehzahlbereich der durch diesen Elektromotor antreibbaren Pumpenanordnung entspricht.
• Es wurde schon erwähnt, dass die beiden bauartgleichen Pumpenanordnungen zumindest teilweise aus identischen Bauteilen hergestellt sein können, wodurch sich die erwähnten Kostenvorteile ergeben. Beispielsweise kann die erste Pumpenanordnung wenigstens eine erste Pumpe und die zweite Pumpenanordnung wenigstens eine zweite Pumpe aufweisen, wobei die erste und die zweite Pumpe jeweils wenigstens einen um eine Drehachse drehantreibbaren, in einem Pumpengehäuse gelagerten Förderrotor aufweisen, wobei das Gehäuse einen sich längs der Achse erstreckenden, den Förderrotor radial umgebenden mittleren Gehäuseabschnitt und zwei den Förderrotor axial eingabelnde End-Gehäuseabschnitte aufweist, und wobei die Förderrotoren und die mittleren Gehäuseabschnitte der beiden Pumpen zum Vorsehen unterschiedlicher Förderleistungen unterschiedliche axiale Längen aufweisen, aber bezogen auf zu den Drehachsen orthogonale Schnittebenen querschnittsidentisch ausgeführt sind. Ferner können für die End-Gehäuseabschnitte der beiden Pumpen Gleichteile verwendet werden.
• Es wurde schon angedeutet, dass das Druckmediumsystem und das Betriebsmediumsystem vorteilhaft zusammenschaltbar sein können, um eine Not- oder Hilfsbetätigung der Kupplungsanordnung auf Grundlage der zweiten Pumpenanordnung vorzusehen. Ferner kann auf diese Weise eine Not- oder Hilfs-Betriebsmediumzuführung zu der Kupplungsanordnung auf Grundlage der ersten Pumpenanordnung realisiert werden.
• Wie schon eingangs erwähnt, kann die Kupplungsanordnung eine nasslaufende Kupplungsanordnung sein, wobei der Betrieb unter Einwirkung des Betriebsmediums ein nasslaufender Betrieb sein kann. Das Betriebsmedium kann eine Betriebsflüssigkeit, ggf. eine Kühlflüssigkeit, sein. Es bietet sich besonders an, die Kupplungsanordnung als Lamellen-Kupplungsanordnung auszubilden.
• Das Druckmedium kann ein hydraulisches Druckmedium, insbesondere ein Hydrauliköl, sein, das ggf. auch als Kühlflüssigkeit dient. Der Kupplungsanordnung kann Betriebsmedium unter Vermittlung eines an der zweiten Pumpenanordnung angeschlossenen oder anschließbaren Betriebsmediumspeichers führbar sein. Ferner kann die Kupplungsanordnung unter Vermittlung eines an der ersten Pumpenanordnung angeschlossenen oder anschließbaren Druckmediumspeichers betätigbar sein. Bei der Kupplungseinrichtung kann es sich um eine Mehrfach-Kupplungseinrichtung mit mehreren Kupplungsanordnungen, beispielsweise um eine auch als Doppelkupplung bezeichenbare Doppel-Kupplungseinrichtung mit zwei Kupplungsanordnungen, handeln.
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt in einer schematischen, beispielhaften Darstellung eine Grundstruktur eines erfindungsgemäßen Kupplungssystems mit einer nasslaufenden Doppelkupplung.
• Fig. 2 zeigt ein konkreteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Kupplungssystems der in Fig. 1 gezeigten Grundstruktur.
• Fig. 3 zeigt in den Teilfiguren a) und b) zwei sich hinsichtlich der Förderleistung unterscheidende, aus querschnittsidentischen Komponenten hergestellte hydrostatische Pumpen der Außenzahnradbauart.
• Fig. 1 zeigt schematisch ein Kupplungssystem 200, das eine nasslaufende Doppelkupplung 202 mit einer ersten, radial äußeren Kupplungsanordnung 206 und einer zweiten, radial inneren Kupplungsanordnung 204 aufweist. Bei den Kupplungsanordnungen 204 und 206 handelt es sich um nasslaufende Kupplungsanordnungen, beispielsweise um nasslaufende Lamellen-Kupplungsanordnungen, die auf an sich bekannte Weise jeweils wenigstens ein Lamellenpaket aufweisen, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel radial übereinander angeordnet sind und jeweils durch einen zugeordneten Betätigungskolben eines in die Doppelkupplung integrierten hydraulischen Nehmerzylinders betätigt werden. Beispiele für derartige Doppelkupplungen sind in deutschen Patentanmeldungen der Anmelderin offenbart, es wird beispielsweise auf die DE 100 04 179 A1 verwiesen.
• Das Kupplungssystem 200 weist zwei voneinander unabhängige Pumpen, nämlich eine erste Pumpe 208 und eine zweite Pumpe 209 auf, die vorzugsweise jeweils durch einen eigenen Elektromotor 210 bzw. 211 angetrieben werden. Die erste, vorzugsweise als hydrostatische Pumpe bzw. Verdrängungsmaschine ausgeführte Pumpe 208 stellt Druckmedium, insbesondere Drucköl, bei einem vergleichsweise hohen Druck bereit, der zur Betätigung der Kupplungsanordnungen 204 und 206 der Doppelkupplung 202 ausreicht. Zur wahlweisen Betätigung der Kupplungsanordnungen sind diese, genauer deren hydraulischen Nehmerzylinder, jeweils über ein zugeordnetes Ventil 214 bzw. 216 an der Pumpe 208 angeschlossen. Die Pumpe saugt Druckmedium aus einem Reservoir 212 an.
• Die zweite, ebenfalls als hydrostatische oder - alternativ - als hydrodynamische Pumpe bzw. Strömungsmaschine ausgeführte Pumpe 209 stellt einen vergleichsweise großen Volumenstrom an Kühlmedium, insbesondere Kühlöl, bereit, das zur Kühlung der Kupplungsanordnungen 204 und 206 dient. Die Pumpe 209 saugt das Kühlmedium, ggf. Öl, aus einem Reservoir 222 an. Es sei angemerkt, dass es nicht zwingend ist, dass es sich bei dem Reservoir 222 um ein gegenüber dem Reservoir 212 gesondertes Reservoir handelt.
• Fig. 2 zeigt, wie das Kupplungssystem der Fig. 1 im Detail ausgeführt sein könnte. Das von der Pumpe 209 bereitgestellte Kühlöl wird der Doppelkupplung 202 über einen Wärmetauscher 300 zugeführt, so dass die Öltemperatur auf einem zur Kühlung der Doppelkupplung hinreichend niedrigem Temperaturniveau gehalten wird. Ein beispielsweise unter Federvorspannung stehendes Bypassventil 302 lässt Kühlöl am Ölkühler 300 vorbei zur Doppelkupplung durch, wenn der Druck etwa aufgrund zu tiefen Temperaturen und dementsprechender Zähflüssigkeit des Öls über eine Schwelle ansteigt.
• Im Kupplungsbetätigungs-Druckölkreis ist ein ein unter Druck stehendes Gaspolster aufweisender Druckölspeicher 304 eingebaut, der von der Pumpe 208 über ein Rückschlagventil 306 geladen wird und über die Steuer/Regel-Ventile 214 und 216 an den Betätigungs-Nehmerzylindern der beiden Kupplungsanordnungen 204 und 206 angeschlossen ist. Der Druckölspeicher 304 sorgt für ein gleichmäßiges Druckniveau und ermöglicht, dass als Pumpe 308 eine Pumpe mit relativ kleinem Fördervolumen ausreicht.
• Der Druckölkreis zwischen dem Rückschlagventil 306 und den Ventilen 214 und 216 ist durch ein Druckbegrenzungsventil 308 gegen einen übermäßig hohen, ggf. zu Beschädigungen führenden Druck des Drucköls gesichert. Der durch den Füllzustand des Speichers 304 bestimmte Druck in diesem Druckölkreis wird durch einen Drucksensor 310 erfasst. Ein weiteres Druckbegrenzungsventil 312 sorgt dafür, dass der jenseits den Ventilen 214 und 216 herrschende, auf die hydraulischen Nehmerzylinder der Kupplungsanordnungen wirkende und damit den Betätigungszustand der Kupplungsanordnungen bestimmende Druck einen Maximalwert nicht übersteigt, beispielsweise um ebenfalls Beschädigungen vorzubeugen. Über zwei Rückschlagventile 314 und 316 wird erreicht, dass ein Druckbegrenzungsventil ausreicht, um den Betätigungsdruck von beiden hydraulischen Nehmerzylindern in dieser Hinsicht zu überwachen.
• Die jenseits der Steuer/Regel-Ventile 214 und 216 herrschenden Druckniveaus werden von einem jeweiligen Drucksensor 320 bzw. 322 erfasst, die jeweils den erfassten Druck in Form eines elektrischen Signals an eine elektronische Steuereinheit ECU (Electronic Control Unit) rückmelden. Die Ventile 214 und 216 werden von der ECU angesteuert, und zwar auf Grundlage der von den Sensoren 320 und 322 erfassten Drücke und wenigstens einem eine Soll-Kupplungsbetätigung angebenden Führungssignal. Vorzugsweise bilden die Steuereinheit ECU, das Ventil 214 und der Drucksensor 320 einen ersten Regelkreis und bilden die Steuereinheit ECU, das Ventil 216 und der Sensor 322 einen zweiten Regelkreis, um eine geregelte Betätigung für beide Kupplungsanordnungen 204 und 206 vorzusehen.
• Für den Fall, dass bei tiefen Temperaturen, also einer hohen Viskosität des Öls, der Druck bzw. Volumenfluss des von der Pumpe 209 bereitstellbaren Kühlöls zur Kühlung der Kupplung nicht ausreicht, etwa weil im Falle einer als hydrodynamische Pumpe ausgeführten Pumpe 209 diese keinen hinreichenden Druck erzeugen kann, kann ein Ventil 414 vorgesehen sein, über das ein kleiner Volumenstrom aus dem von der Pumpe 208 bereitgestellten Druckölstrom abgezweigt werden kann, um eine Art "Notkühlung" der Kupplungsanordnungen vorzusehen, wenn dies erforderlich ist. Da die ein Öffnen des Ventils 414 erforderlich machende hohe Viskosität des Kühlöls nur bei tiefen Temperaturen vorkommt, bei denen sowieso nur ein geringer Kühlungsbedarf für die Doppelkupplung besteht, reicht ein relativ kleiner "Notkühlölstrom" aus. Dieser "Notkühlung" ist überdies nur so lange erforderlich, bis die Temperatur des Öls ausreicht, die Viskosität des Öls also hinreichend abgefallen ist, um eine hinreichende Förderleistung der Kühlölpumpe 209 zu gewährleisten. Anstelle eines Ventil 414 könnte auch eine so genannte Blende oder Drossel oder dergleichen vorgesehen sein, über die ständig ein kleiner Volumenstrom aus dem von der Pumpe 208 bereitgestellten Druckölstrom in den Kühlkreislauf abgezweigt wird. Ist das das Drucköl nur im Bedarfsfall als Kühlöl abzweigende Ventil 414 vorgesehen, kann die Pumpe 208 eventuell auch kurzfristig in einem Überlastbetrieb betrieben werden, um in der kurzen Zeitspanne bis zur hinreichenden Erwärmung des Öls ausreichend Kühlöl bereitzustellen. Da es sich in der Regel nur um sehr kurze Bedarfszeiträume handelt, wird die Lebensdauer der Pumpe 208 dadurch nicht wesentlich verkürzt. Es sei noch angemerkt, dass man vorteilhaft ein Rückschlagventil 416 im Kühlölkreislauf vorsehen kann, um ein Rückfließen bzw. Abfließen von Kühlöl über die Pumpe 209 in den Ölsumpf 212 zu unterbinden.
• Insbesondere dann, wenn die Kühlölpumpe 209 als hydrostatische Pumpe ausgeführt ist, kann man für den Fall, dass die Druckölpumpe 208 ausfällt, eine Art "Notbetätigung" der Kupplungsanordnungen auf Grundlage des von der Kühlölpumpe 209 bereitgestellten bzw. - etwa vermittels eines bedarfsweise eingestellten Überlastbetriebs - bereitstellbaren Kühlöldrucks vorsehen. Hierzu ist bei der Anordnung gemäß Fig. 2 ein Schaltventil 418in den Kühlölkreislauf eingefügt, über das die Abgabeseite der Kühlölpumpe 209 mit dem Druckölkreis jenseits dem Rückschlagventil 306 zusammenschaltbar ist. Es wurde hier ein 3/2-Wege-Schaltventil vorgesehen, da für die Betätigung der Kupplungsanordnungen ein Mindestdruck aufgebaut werden muss, was einfacher dann möglich ist, wenn der Abfluss von Kühlöl über die Kupplungsanordnungen momentan unterbunden ist. Man könnte allerdings in Abweichung von der Darstellung in Fig. 2 vorsehen, dass im Zustand der Verschaltung des Kühlölsystems und des Druckölsystems miteinander über das Ventil 418 noch ein gedrosselter Kühlölstrom zu den Kupplungsanordnungen fließt, um für eine Mindestkühlung zu sorgen.
• In der Regel wird auf Grundlage der Pumpe 209 nur ein gegenüber dem normalen Abgabedruck der Pumpe 209 geringerer "Notbetätigungsdruck" bereitstellbar sein, so dass mit einer schlechteren Performance des Systems zu rechnen ist. Man kann aber das System so auslegen, dass zumindest eine Notfahrfunktion bereitgestellt wird.
• Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass die Elektromotor-Pumpe-Kombinationen 210, 208 einerseits und 211, 209 andererseits zumindest teilweise auf Grundlage einer Verwendung von Gleichteilen bzw. Gleichkomponenten bereitgestellt sind. Zumindest bei den Elektromotoren 210 und 211 handelt es sich um baugleiche Motoren, und die beiden Pumpen 208 und 209 bzw. der Kühlölkreislauf einerseits und der Druckölkreislauf andererseits sind derart aufeinander abgestimmt, dass den Pumpen in einem Normal-Betriebszustand des Systems jeweils etwa die gleiche mechanische Leistung zuzuführen ist, um einerseits (im Falle der Pumpe 208) den normalerweise benötigten Betätigungsdruck bereitzustellen und andererseits (im Falle der Pumpe 209) den normalerweise benötigten Kühlölstrom bereitzustellen. Die beiden Pumpen werden sich in der Regel durchaus hinsichtlich ihrer Förderleistung (etwa angegeben in L/min) und des Maximaldrucks (etwa angegeben in bar) unterscheiden. Trotzdem kann die aufzubringende mechanische Leistung für beide Pumpen im Wesentlichen gleich sein. Die aufzubringende mechanische Leistung P für eine Fördermenge bei einem bestimmten Druck berechnet sich als das Produkt aus dem aufzubringenden Druck p, der Fördermenge Q und dem Wirkungsgrad η der Pumpe (P = p × Q × η). Man kann den Druckölkreislauf einerseits und den Kühlölkreislauf andererseits so in Bezug aufeinander auslegen, dass für beide Pumpen die gleiche mechanische Leistung von dem jeweiligen Motor 210 bzw. 211 bereitgestellt werden muss. Setzt man etwa den gleichen Pumpenwirkungsgrad für beide Pumpen voraus, so sind die beiden Kreisläufe so auszulegen, dass das Produkt p × Q für den Druckkreislauf etwa gleich dem Produkt p × Q für den Kühlkreislauf ist.
• Durch die genannte Auslegung der beiden Kreisläufe in Bezug aufeinander können für die beiden Pumpen baugleiche, vorzugsweise drehzahlregelbare Motoren verwendet werden, wobei ggf. über ein zwischen dem Motor und der Pumpe angeordnetes Getriebe einer Anpassung der Drehzahlen der Pumpe und des Motors aneinander erfolgen kann, so dass der Motor bei einer optimalen (energetisch günstigen) Drehzahl läuft und die Pumpe mit der für die benötigte Förderleistung bzw. dem benötigten Druck erforderlichen Drehzahl läuft. Sofern überhaupt eine derartige Anpassung erforderlich ist, empfiehlt es sich, für die eine Motor-Pumpe-Kombination ein derartiges Anpassungsgetriebe vorzusehen und für die andere Motor-Pumpe- Kombination die Pumpe unmittelbar durch den Motor anzutreiben.
• Der Erfindungsvorschlag ist durchaus in Bezug auf eine hydrodynamische Pumpe 209 und eine hydrostatische Pumpe 208 anwendbar. Verwendet man hingegen für beide Pumpen 208 und 209 jeweils eine hydrostatische Pumpe (z. B. eine Zahnradpumpe), so lassen sich auch für diese Pumpen selbst viele gleiche Teile verwenden (ganz abgesehen von identischen Befestigungsmaterialien und dergleichen). Bezug nehmend auf das Beispiel "Zahnradpumpe" kann nämlich das Fördervolumen durch Auswahl der axialen Zahnlänge eines Förderrotors bzw. der Förderrotoren eingestellt werden. Eine größere axiale Zahnlänge gibt bei gleicher Zahnzahl und bei gleichem Durchmesser des wenigstens einen Förderrotors eine größere Förderleistung. Ein den Förderrotor aufnehmendes Gehäuse muss entsprechend axial länger oder kürzer ausgeführt sein, wobei es sich empfiehlt, ein aus einem Stranggussprofil hergestelltes mittleres Gehäuseteil zu verwenden, das entsprechend der axialen Länge des Förderrotors von einem Profil bzw. Rohling abgelängt werden kann. Das Gehäuse abschließende Endplatten, Dichtungen, Anlaufplatten und dergleichen können vorteilhaft als Gleichteile ausgeführt sein. Soweit Stranggussprofile für das Gehäuse und eventuell auch für den Förderrotor verwendbar sind, werden zwar keine echten Gleichteile verwendet, es ergeben sich aber ähnliche Kostenvorteile bei der Herstellung.
• Fig. 3 zeigt in der Teilfigur a) ein Beispiel für eine Kühlölpumpe 209, die als Außenzahnradpumpe ausgeführt ist und ein Gehäuse 500, dieses verschließende Endplatten 502 und im Gehäuse drehbar gelagerte Förderrotoren 504 und 506 aufweist. Demgegenüber zeigt die Teilfigur b) eine bauartgleich ausgeführte Druckölpumpe 208, die ein Gehäuse 500' mit Endplatten 502 und darin drehbar angeordneten Förderrotoren 504' und 506' aufweist. Das in dem jeweils oberen Figurenabschnitt im Querschnitt gezeigte Gehäuse 500 bzw. 500' ist, wie aus der Figur ersichtlich, für beide Pumpen querschnittsidentisch ausgeführt. Gleiches gilt für die Förderrotoren 504, 506 bzw. 504', 506'. Der einzige Unterschied zwischen den beiden Pumpen ist die axiale Länge der Förderrotoren und der Gehäuse, wie in den unteren Figurenabschnitten exemplarisch gezeigt.
• Es wurde schon angedeutet, dass die Verwendung von zwei hydrostatischen Pumpen Vorteile bietet, insbesondere bei tiefen Temperaturen. Hydrodynamische Pumpen können nämlich in der Regel keine hohen. Drücke erzeugen, wie sie bei tiefen Temperaturen aufgrund der hohen Viskosität des Betriebsmediums notwendig sind. Ein weiterer Vorteil bei der Ausführung der Kühlölpumpe als hydrostatische Pumpe liegt darin, dass eine gewisse Redundanz bereitgestellt werden kann, um bei einem Ausfiall der Druckölpumpe über eine beispielsweise mit einem Schaltventil ausgeführte Leitung Kühlöl zur Ansteuerung der Doppelkupplung zu verwenden, wie schon erläutert wurde. Zwar ist aufgrund des geringeren Betätigungsdrucks eine schlechtere Performance des Gesamtsystems zu erwarten, es kann aber zumindest eine für eine Notfahrfunktion völlig ausreichende Performance vorgesehen werden.

Claims (21)

1. Kupplungssystem, umfassend eine Kupplungseinrichtung (202) insbesondere für die Anordnung in einem Antriebsstrang zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe, wobei die Kupplungseinrichtung wenigstens eine unter Vermittlung von Druckmedium betätigbare, für einen Betrieb unter Einwirkung eines Betriebsmediums vorgesehene Kupplungsanordnung (204, 206) aufweist, wobei die Kupplungseinrichtung in ein eine elektromotorisch antreibbare erste Pumpenanordnung (208) aufweisendes Druckmediumsystem einbezogen ist, welches zur Bereitstellung des Druckmediums für die Betätigung dient, und wobei die Kupplungseinrichtung in ein eine elektromotorisch antreibbare zweite Pumpenanordnung (209) aufweisendes Betriebsmediumsystem einbezogen ist, über welches der Kupplungsanordnung Betriebsmedium für den Betrieb unter Einwirkung des Betriebsmediums zuführbar ist, wobei in Bezug auf wenigstens einen Normal-Betriebszustand des Kupplungssystems (200) das Druckmediumsystem samt der ersten Pumpenanordnung (208) und das Betriebsmediumsystem samt der zweiten Pumpenanordnung (209) derart ausgelegt sind, dass zur Bereitstellung eines im Normal-Betriebszustand für eine hinreichende Versorgung der Kupplungsanordnung mit Betriebsmedium hinreichenden Normal-Betriebsmediumflusses auf einem Normal-Betriebsmediumdruck vermittels der zweiten Pumpenanordnung (209) und zur Bereitstellung eines im Normal-Betriebszustand für die Betätigung der Kupplungsanordnung hinreichenden Normal-Druckmediumdrucks, ggf. eines Normal-Druckmediumflusses auf dem Normal-Druckmediumdruck, vermittels der ersten Pumpenanordnung (208) jeweils etwa die gleiche mechanische Leistung der ersten bzw. zweiten Pumpenanordnung zuzuführen ist.

2. Kupplungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Pumpenanordnung (208) ein erster Elektromotor (210) zugeordnet oder zugehörig ist und der zweiten Pumpenanordnung (209) ein zweiter Elektromotor (211) zugeordnet oder zugehörig ist, und dass der erste und der zweite Elektromotor baugleich sind.

3. . Kupplungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pumpenanordnungen (208, 209) unterschiedlichen Wirkungsgrad aufweisen.

4. Kupplungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dass die beiden Pumpenanordnungen (208, 209) etwa den gleichen Wirkungsgrad aufweisen.

5. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pumpenanordnungen (208, 209) von verschiedener Bauart sind.

6. Kupplungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Pumpenanordnung (209) wenigstens eine hydrodynamische oder als Strömungsmaschine ausgebildete Pumpe (209) aufweist.

7. Kupplungssystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet; dass die erste Pumpenanordnung (208) wenigstens eine hydrostatische oder als Verdrängermaschine ausgebildete Pumpe (208) aufweist.

8. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pumpenanordnungen (208, 209) von gleicher Bauart sind.

9. Kupplungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beide Pumpenanordnungen (208, 209) jeweils wenigstens eine hydrodynamische oder als Strömungsmaschine ausgebildete Pumpe oder - vorzugsweise - jeweils wenigstens eine hydrostatische oder als Verdrängermaschine ausgebildete Pumpe (208 bzw. 209) aufweisen.

10. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Elektromotor über ein erstes Getriebe die erste Pumpenanordnung oder/und der zweite Elektromotor über ein zweites Getriebe die zweite Pumpenanordnung antreibt, derart, dass für wenigstens eine der beiden Pumpenanordnung ein Nenndrehzahlbereich des jeweiligen Elektromotors in einen vom Nenndrehzahlbereich verschiedenen Nenn-Antriebsdrehzahlbereich der durch diesen Elektromotor antreibbaren Pumpenanordnung umsetzbar ist.

11. Kupplungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nur einem der beiden Elektromotoren ein Getriebe zur Umsetzung des Nenndrehzahlbereichs in den Nenn-Antriebsdrehzahlbereich zugeordnet ist und dass der Nenndrehzahlbereich des anderen Elektromotors im Wesentlichen dem Nenn-Antriebsdrehzahlbereich der durch diesen Elektromotor antreibbaren Pumpenanordnung entspricht.

12. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden bauartgleichen Pumpenanordnungen (208, 209) zumindest teilweise aus identischen Bauteilen (502) hergestellt sind.

13. Kupplungssystem nach Anspruch 13, dass die erste Pumpenanordnung (208) wenigstens eine erste Pumpe (208) und die zweite Pumpenanordnung (209) wenigstens eine zweite Pumpe (209) aufweisen, wobei die erste und die zweite Pumpe jeweils wenigstens einen um eine Drehachse drehantreibbaren, in einem Pumpengehäuse (500, 502; 500', 502) gelagerten Förderrotor (504, 506; 504', 506') aufweisen, wobei das Gehäuse einen sich längs der Achse erstreckenden, den Förderrotor radial umgebenden mittleren Gehäuseabschnitt (500; 500') und zwei den Förderrotor axial eingabelnde End-Gehäuseabschnitte (502) aufweist, und wobei die Förderrotoren (504, 506, 504', 506') und die mittleren Gehäuseabschnitte (500; 500') der beiden Pumpen zum Vorsehen unterschiedlicher Förderleistungen unterschiedliche axiale Längen aufweisen, aber bezogen auf zu den Drehachsen orthogonale Schnittebenen querschnittsidentisch ausgeführt sind.

14. Kupplungssystem nach Ansprüch 13, dadurch gekennzeichnet, dass für die End-Gehäuseabschnitte der beiden Pumpen Gleichteile (502) verwendet sind.

15. Kupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmediumsystem und das Betriebsmediumsystem zusammenschaltbar sind, um eine Not- oder Hilfs-Betriebsmediumzuführung zu der Kupplungsanordnung auf Grundlage der ersten Pumpenanordnung (208) oder/und eine Not- oder Hilfsbetätigung der Kupplungsanordnung auf Grundlage der zweiten Pumpenanordnung (209) vorzusehen.

16. Kupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung eine nasslaufende Kupplungsanordnung (204; 206) ist, dass der Betrieb unter Einwirkung des Betriebsmediums ein nasslaufender Betrieb ist und dass das Betriebsmedium eine Betriebsflüssigkeit, ggf. eine Kühlflüssigkeit, ist.

17. Kupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung als Lamellen- Kupplungsanordnung (204, 206) ausgebildet ist.

18. Kupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmedium ein hydraulisches Druckmedium, insbesondere ein Hydrauliköl ist, das ggf. auch als Kühlflüssigkeit dient.

19. Kupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsanordnung Betriebsmedium unter Vermittlung eines an der zweiten Pumpenanordnung angeschlossen oder anschließbaren Betriebsmediumspeicherszuführbar ist.

20. Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung (204, 206) unter Vermittlung eines an der ersten Pumpenanordnung (208) angeschlossen oder anschließbaren Druckmediumspeichers (304) betätigbar ist.

21. Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung eine Mehrfach-Kupplungseinrichtung mit mehreren Kupplungsanordnungen (204, 206) ist.